Plan Energético Nacional 2020 - 2050

Diciembre 2020

Tomo 2: Transformación energética para el desarrollo sostenible

Presentado por: Lina Escobar Subdirectora de demanda - UPMElina.escobar@upme.gov.co

Mensaje inicial PEN 2020-2050

El país emprendió el camino de la transformación energética, entendida como el cambio hacia un sistema descarbonizado, digitalizado y descentralizado.

La transformación es posible, sin embargo es un proceso que requiere tiempo, inversiones y política pública.

Tiempo para que la tecnología alcance etapas de comercialidad y se logren sustituir de forma efectiva los combustibles fósiles.

Inversiones para el recambio tecnológico tanto en la producción con nuevas fuentes de energía como en el recambio tecnológico de los equipos de uso final.

Políticas públicas que den certidumbre en las inversiones, que permitan la entrada de nuevas tecnologías, que incentiven la participación de nuevos actores y que alineen los intereses públicos con los privados.

1. Plan Energético Nacional 2020 – 2050

• Propósito• Visión, pilares y objetivos• Iniciativas• Escenarios: Los 4 caminos explorados

2. Resultados de los escenarios energéticos de largo plazo

• Resultados energéticos• Resultados ambientales• Resultados económicos• Análisis de riesgos

3. Mensajes principales del Plan Energético Nacional 2020 – 2050

Contenido

PEN 2020 – 2050: Visión, pilares y objetivos

Propósito del PEN y los escenarios energéticos de largo plazo

Tiempo

Hoy

Punto de partida

El presente

Escenarios energéticos de largo plazo

30 años

El PEN 2020-2050 es un documento indicativo deprospectiva energética.

• Analizar aspectos tecnológicos y económicosasociados a la transformación energética

• Apoyo en las decisiones estratégicas en términos de:abastecimiento, aporte al cambio climático, riesgostecnológicos y costos.

El propósito

• Definir una visión de largo plazo para el sectorenergético colombiano e identificar las posiblesvías para alcanzarla.

• No pretende pronosticar cómo será el futuro, sinopor el contrario, moldearlo.

Imagen del futuro

Ideal al que se aspira llegar

Mirada del PEN

Futuro

Proceso de elaboración del PEN 2020-2050

• Visión multidisciplinaria

• Construcción colectiva

• Desafíos a 30 años• Punto de partida

Diagnóstico

• Visión• Pilares• Objetivos• Iniciativas

Estructura del PEN

• Simulación de escenarios de oferta y demanda

• Trade-offs

Modelamiento a largo plazo

• Documento final

• Socialización resultados

• Publicación pág web

Divulgación

¿Cómo se formuló el PEN 2020-2050?: Planeación estratégica

Áreas estratégicas que orientan la política pública en materia energética

Punto al que se aspira llegar

Visión

Pilares

Objetivos e indicadores

Acciones generales que describen los resultados que se quieren alcanzar e cada pilarKPI o1.1 KPI o1.2

Tecnologías o acciones que apuntan a los objetivos planteados

Tecnología ATecnología

A++Tecnología A+Tecnología B

Tecnología B

Tecnología B

Tecnología C Tecnología C+

Tecnología C++

Tecnología D

Tecnología D Tecnología DTecnología C+ Tecnología A+

Iniciativas

Clasificación de iniciativas y agrupación según los criterios seleccionados

Escenarios

Pilar 2 Pilar n

Escenario 2

Escenario n

Pilar 1

Escenario 1

Objetivo1

KPI o2

Objetivo2

KPI o2

Objetivon-1

KPI on.n

Objetivon

Propuesta PEN 2020-2050: Transformación energética para el desarrollo sostenible

Conocimiento e innovación

Competitividady desarrollo económico

Mitigación y adaptaciónal cambio climático

Seguridad y confiabilidaddel abastecimiento

Aprovisionamiento confiable y seguro de energéticos para la

demanda nacional

Reducción de las emisiones de GEI y gestión de riesgos

asociados al cambio climático

Uso de la mejor tecnología disponible para el

aprovechamiento eficiente de los energéticos

En 2050 se consolidará la transformación energética que habilitará el desarrollo sostenible

Gestión del conocimiento enfocado en la promoción de la transformación energética y el

desarrollo sostenible

Permitir el acceso a soluciones energéticas confiables, con estándares de calidad y asequibles

Diversificar la matriz energética

Propender por un sistema energético de bajas emisiones

Contar con un sistema energético resiliente

Adoptar nuevas tecnologías para el uso eficiente de recursos energéticos

Avanzar en la digitalización y uso de datos en el sector energético

Estimular la investigación e innovación y fortalecer las capacidades de capital humano

Promover un entorno de mercado competitivo y la transición a una economía circular

Visión

Pilares

Objetivos

Reto detransformación

▪ Grado de resistencia a la implementación

▪ Brecha normativa / regulatoria▪ Brecha de conocimiento a nivel

nacional▪ Costos

Incertidumbretecnológica

▪ Experiencia local en la implementación de esta nueva tecnologías

▪ Grado de desarrollo de la tecnología

Aporte a la mitigación de

cambio climático ▪ Emisiones directas de GEI

¿Existen barreras que limiten la

implementación de estas tecnologías?

¿Qué tan conocida de esta tecnología en

Colombia?

¿Qué tanto le aporta esta tecnología a la

reducción de emisiones de GEI?

Dimensión Criterios de evaluaciónPregunta de análisis

Recopilación de más de 50 tecnologías / prácticas para ser incluidas en el modelo del PEN

Selección de iniciativas

Evaluación de iniciativas Resultado

Clasificación de Iniciativas y definición de escenarios

Escenario I: Actualización

Escenario II: Modernización

Escenario III: Inflexión

Escenario IV: Disrupción

Los 4 caminos explorados

Los 4 caminos exploradosIn

icia

tiva

s o

fert

aIn

icia

tiva

s d

ema

nd

a ▪ Adopción BAT Colombia 2050▪ Sustitución leña por GLP en el

sector rural▪ Metas de electrificación vehicular

actuales▪ Cambio de luminarias en el sector

residencial

▪ Adopción BAT mundo en 2050▪ Gas en transporte masivo e

industria▪ Mayores participaciones de

energía eléctrica en el transporte

▪ Adopción BAT mundo en 2040▪ Cambios de estufas por gas por

inducción▪ Leña 0 en el sector rural en 2050▪ Mayor electrificación en los

sectores de transporte e industria

▪ Adopción BAT mundo en 2030▪ Uso de hidrógeno en

transporte▪ Renovación acelerada de la

flota vehicular con tecnologías de 0 y bajas emisiones

▪ Importación +YNC▪ Escenario de expansión de

generación UPME▪ Mejoras en combustibles líquidos▪ Eficiencia en el sector de

hidrocarburos

▪ Importación gas natural▪ FNCER + eólico off shore▪ Biocombustibles▪ Biogás▪ Eficiencia en plantas térmicas

▪ Geotermia▪ Pequeños reactores nucleares▪ Phase out plantas ineficientes

▪ Hidrógeno verde▪ FNCER

En sintonía con las tendencias actuales

Gasificación como paso hacia la descarbonización

Comienzo de la electrificación de la economía

Innovación para encaminar al sector hacia la carbono

neutralidad

Escenario I: Actualización Escenario II: Modernización Escenario III: Inflexión Escenario IV: Disrupción

3,1% 3,1% 3,5% 3,5%

Cre

cim

ien

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eco

nó

mic

o

de

LP

Resultados de los escenarios energéticos de largo plazo:

Caminos para alcanzar la transformación

Dimensiones de comparación de los escenarios

• Lock-in tecnológico• Ambientales• Capital humano

• Costo total estimado

• Energía útil sobre energía final

• Emisiones totales• Emisiones por

sector de consumo

• Demanda total• Composición de oferta

primaria• Importaciones• Consumo por sectores

por energético

Energéticos Ambientales Económicos Riesgos

Análisis energético:Demanda (PJ) por escenario

Análisis energético: Recursos (PJ) por escenario

Análisis energético: Recursos (%) por sector de consumo

Análisis energético: Recursos energéticos (PJ)

Análisis energético: Oferta energía primaria(PJ)

Análisis ambiental:Emisiones CO2 (Gg) por escenario

Análisis económico: Energía útil (%) sobre energía final

Análisis económico: Costos totales por escenario

Análisis económico: Costos fijos: Oferta y Demanda

Análisis económico: Costos variables y unitarios

Análisis de riesgos

Riesgo Actualización Modernización Inflexión Disrupción

Lock in tecnológico

Alto• Pocas posibilidades de

modularidad• Se conservan las economías

de escala y de red

Medio – Alto• Existen posibilidades

modulares y descentralizadas para la importación y transporte de gas.

Medio-Bajo• Alternativas modulares y

descentralizadas en la cadena de valor.• Necesidad de estándares para

asegurar la interoperabilidad de equipos.

Sin información

Ambiental

Medio-Alto• Las emisiones de GEI • Poca información de efectos

de YNC en el país.• La experiencia internacional

correlaciona YNC con contaminación y cambios en el suelo, modificaciones bióticas, movimientos en masa entre otros.

Medio• Emisiones y concentración de

GEI en la atmosfera.• Aumento de la generación de

RAEES • Necesidad de grandes

espacios de terreno que podrían implicar deforestación y pérdida de biodiversidad

Medio-Alto• Generación de RAEES• La generación geotérmica puede emitir

sustancias químicas a la atmósfera.• La energía nuclear esta asociada con

riesgos sobre los residuos, la extracción de uranio y accidentes nucleares.

Medio• Generación de RAEES. • El impacto de la producción y uso de las

celdas de batería contempla emisiones de CO2, CO, SO2 y COV.

• El litio y otros elementos puede generar impactos al agua, aire y suelo.

Capital humano:

Bajo• El sector educativo tiene

programas en estas áreas • Existe capital humano

disponible a nivel nacional.

Medio• Brecha en capital humano

formado para operar y mantener los nuevos equipos.

• Pocos centros de investigación que puedan proponer innovaciones para el

contexto local.

Medio-Alto• Escasez de programas y capital humano

para el desarrollo de proyectos de FNCER, energía nuclear y una adopción de las BAT a nivel mundial.

• Insuficiencia de RRHH en instalación de redes en edificios inteligentes, cableado estructural y en el tendido de redes de baja, media y alta tensión.

Alto• La oferta educativa, investigación y capital

humano capacitado escaso en áreas como el aprovechamiento de FNCE e hidrógeno, IA, gemelos digitales, manejo, gestión y análisis de Big Data, entre otros.

• Necesario de fortalecer I+D en materiales para la industria fotovoltaica, la transmisión y el almacenamiento.

Mensajes principales delPlan Energético Nacional 2020 – 2050

Mensajes del PEN 2020-2050: Pilar 1 . Seguridad y confiabilidad en el abastecimiento

El crecimiento económico y de población implica que lademanda de energía aumentará (21%-48%). En PEN seanalizaron las posibilidades con FNCE, hidrógeno y biogás. Sinembargo, hay otras opciones a analizar como losbiocombustibles avanzados, la interconexión internacional, laproducción de gas a partir de carbón y el hidrógeno azul y gris.

La oferta de energía primaria seguirá teniendo unparticipación importante de combustibles fósiles. Lasdecisiones que se adopten en cuanto a la producción local deYNC tendrá efectos en el abastecimiento energético. ExplotarYNC desplaza temporalmente la necesidad de importarhidrocarburos, pero genera el riesgo de retrasar el uso denuevas tecnologías en el largo plazo.

La energía renovable se perfila como la fuente principal parala generación eléctrica. Las FNCER tienen el potencial derepresentar el 40% de la capacidad instalada. Sin embargo, suentrada requiere inversiones de ampliación, mejora,actualización, automatización y digitalización de las redes detransmisión y distribución.

La demanda de energía del país será creciente en las próximas décadas

Los gases combustibles pueden ser el primer paso en la sustituciónde los combustibles líquidos y la leña. El gas natural y el GLP son unaopción viable para diversificar la matriz energética en el sectortransporte, así como en procesos industriales y sustituir leña en elsector rural. Sin embargo, por sus características, su sustituto máscercano de menor costo seguirá siendo los combustibles líquidos,antes que la energía eléctrica o el hidrógeno.

El hidrógeno se perfila como la próxima generación de combustibles,gracias a sus ventajas energéticas y ambientales en comparación a loscombustibles líquidos. Se podría tener un potencial consumo a 2050de 5.300 ton-día (11%).

Mensajes del PEN 2020-2050: Pilar 2. Mitigación y adaptación al cambio climático

El país tiene el potencial para cumplir con las metas dereducción de emisiones de GEI en el largo plazo. Todos lossectores de la demanda y la producción de energía tienenoportunidades de contribuir con la reducción de emisiones deGEI.

▪ Transporte: Ascenso hacia tecnologías de cero y bajasemisiones, la modernización del parque automotor ycambios de modo y categoría.

▪ Residencial: Medidas de eficiencia energética en cocción,refrigeración, iluminación y acondicionamiento.

▪ Industrial: Equipos más eficientes, gasificar o electrificarlos procesos de calor de bajas temperaturas y de altas enla medida que la tecnología lo permita.

▪ Oferta: Las FNCER, la energía nuclear, el hidrógeno, elalmacenamiento, la captura y secuestro de carbono.

La tecnología el mejor aliado para el cumplimiento de las metas de reducción de emisiones de GEI

Las señales de mercado y la financiación del recambio tecnológicoson fundamentales. La reducción de emisiones implica un esfuerzofinanciero para el recambio tecnológico en los equipos de uso final,en particular en el sector transporte. La velocidad en la que puedarenovar la flota y la forma en cómo evolucionen los precios de losvehículos eléctricos (o de hidrógeno) serán determinantes para ladescarbonización.

Avanzar hacia la carbono neutralidad requiere la implementación demedidas por fuera del sector energético. La carbono neutralidadimplica la adopción de tecnologías que permitan la remoción de CO2excedente, tales como: i) tecnologías de uso, captura yalmacenamiento de carbono ii) forestación y reforestación; iii) larestauración de tierras y el secuestro de carbono en el suelo; iv) lameteorización reforzada y la alcalinización del océano, v) impulso einversión en soluciones basadas en la naturaleza y v) mercados detransacción o comercio de emisiones, tanto nacionales comointernacionales.

Mensajes del PEN 2020-2050: Pilar 3. Competitividad y desarrollo económico

La eficiencia energética aliada de la competitividad nacional.Actualmente se pierde cerca del 68% de la energía que seconsume, el recambio de equipos de uso final por los BATnacional o internacional implica ahorros entre el 25% al 45%en las pérdidas. Los costos operativos totales tienen elpotencial de reducción entre el 11% y el 23%, por lacombinación de sustitución de combustibles y adopción denuevas tecnologías.

La modernización tecnológica requiere inversionessignificativas, por lo que dependerá de los recursos ymecanismos de financiación disponibles. El recambiotecnológico enfrenta obstáculos en su financiación, porque lasdecisiones se toman comparando la inversión inicial, porquese tienen altas tasas de descuento intertemporal o porque latecnología no ha logrado llegar a una etapa de comercialidad.

La transformación empieza con la modernización en el uso de la energía.

La evolución de las tecnologías del sector transporte seránprotagonistas en la transformación energética. La evolucióntecnológica y de costos de los vehículos eléctricos, el hidrogeno oincluso los biocombustibles avanzados serán decisivos en la eficienciay descarbonización del sector.

La transformación energética y el empoderamiento local. Lageneración distribuida habilita nuevas formas de participación de losusuarios finales en los mercados y los empodera para exigir mejoresservicios y desarrollar soluciones a la medida de sus necesidades ycontexto.

Mensajes del PEN 2020-2050: Pilar 4. Conocimiento e innovación

La transformación energética es un nicho de innovación ynegocios. El desarrollo de tecnologías tendientes a ladescarbonización, la descentralización y la digitalización delsector energético son ineludiblemente los negocios quereemplazarán los vigente. La velocidad del cambio dependeráde las innovaciones que permitan reducir sus costos.

La gestión del conocimiento es necesaria para habilitar latransformación y el desarrollo sostenible. El engranajeacademia, sector privado y sector público es fundamentalpara que exista una oferta suficiente, pertinente y de calidadde programas de formación de capital humano que habilitenel desarrollo tecnológico local.

La transformación energética es un cambio de paradigma que requiere nuevos talentos y capacidades.

La industria del hidrógeno puede impulsar el desarrollo decapacidades científicas y tecnológicas, las inversiones y lageneración de empleo. La producción de hidrógeno a gran escala (ybajo costo) se perfila como el elemento transformador del sistemaenergético (geopolítica) mundial. En este sentido, el desarrollo de lastécnicas para producción de hidrógeno a partir de diferentes materiasprimas, así como alternativas de almacenamiento y deacondicionamiento para su transporte y distribución representanoportunidades de investigación con alto potencial de agregación devalor al país.

La automatización, así como la creciente disponibilidad de datosrequiere de capital humano con un enfoque, formación yhabilidades distintas a las que el sector energético ha demandadohasta el momento. La creatividad, el emprendimiento, la analítica dedatos, el pensamiento crítico, la innovación, el liderazgo yautogestión, la empatía, entre otras, son las habilidades que sevalorarán en el mercado y que, por ende, hay que gestionarlas desdeel sector educativo para conformar un capital humano en línea conlos requerimientos de la transformación digital.

GRACIAS

Análisis energético: Combustibles (PJ) transporte

Supuestos en ventas de vehículos

Costos normalizados vehículos en 2019

Supuestos en la evolución de costos para automóviles

Análisis energético: Combustibles (PJ) industria

Análisis energético: Combustibles (PJ) sector residencial

Análisis energético: Composición parque generador (GW)